广东海洋大学《工程材料》课程复习 答案Word文件下载.docx
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28.钢按化学成分分类。
碳素钢合金钢
29.钢按质量分类。
普通质量钢优质钢高级优质钢特级优质钢
30钢按用途分类。
结构钢工具钢特殊性能钢
31钢中S、P杂质的影响。
FeS与Fe易在晶界面上形成低熔点的共晶体当钢在1000到1200进行热加工时由于共晶体融化而导致钢材脆性开裂；
P全部溶于铁素体有强烈的固溶强化提高强度硬度却显著降低钢材的塑性和韧性psPS在钢中都有害
32.结构钢牌号表示的含义。
33.能区别渗碳钢、弹簧钢、轴承钢的牌号和一般采用的热处理方法。
P113-121
34按刃具钢的工作条件，提出哪些性能要求？
习题
一、名词解释
1固溶强化：
融入固溶体中的溶质原子照成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度和硬度增大，这种通过融入某种溶质元素形成固溶体使金属强化的现象
2结晶：
热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程
3加工硬化：
金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。
4屈服强度：
表示金属开始发生明显塑性变形的抗力
5过冷度：
理论结晶温度
与开始结晶温度
之差
6钢的热处理：
是指将钢在固态下采取适当的方式进行加热、保温和冷却，从而改变钢的内部组织结构，最终获得所需要性能的工艺方法
7再结晶：
经冷塑性变形的金属超过一定温度加热时，通过形核长大形成等轴无畸变新晶粒的过程
8马氏体：
碳在铁素体仲的过饱和固溶体称为马氏体
9钢的淬火：
将钢件加热到Ac3或Ac1以上的温度，保一定时间，然后以适当方式较快地冷却获得马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。
10淬透性：
刚接受淬火时形成马氏体的能力
11疲劳现象：
12同素异构转变：
金属Fe在结晶为固体后，随着温度的继续下降，其晶格类型还会发生变化，这种金属在固态下晶格类型随着温度发生变化的现象
二、填空题：
1、根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，固溶体可分（间隙固溶体）和（置换固溶体）。
2、金属中三种常见的晶格类型是（体心立方晶格）、（面心立方晶格）和（密排六方晶格）。
3、固态金属中的相有两种：
（固溶体）和（金属化合物）。
4、液态金属结晶时，冷却速度大，过冷度则越（大）。
结晶后，晶粒（细小）。
5.、普通热处理是指（正火）、（退火）、（淬火）、（回火）。
6、金属结晶后的晶粒大小主要取决于结晶时的（形核率）和（长大速率）。
7.铁碳合金在从液态冷却到固态的结晶过程中，细化晶粒的具体操作方法有（变质处理）和（振动）。
（电磁搅拌）（增大金属的过冷度）。
8、共析钢过冷奥氏体冷却转变过程所产生的三种类型产物是（珠光体组织）、（贝氏体组织）、（马氏体组织），在高温转变产物是（珠光体组织）。
9、过共析钢进行球化退火处理的两个主要目的是：
通过进行（球化退火）处理，消除网状（二次渗碳体）组织，以改善切削加工性和为（最终热处理）作组织准备。
10、过共析钢的含碳量范围是（0.77~2.11）%。
11、T12按用途分类是属于（过共）析钢，其平均碳含量为（1.2）%。
12．奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为高温莱氏体，其含碳量为4.3％，当温度低于727℃，转变为珠光体加渗碳体，又称为低温莱氏体。
13、过共析钢室温下的平衡组织是（珠光体+二次渗碳体）。
14．钢的热处理是通过钢在固态下加热、保温和冷却的操作来改变材料内部组织，从而获得所需要的性能的工艺方法。
15．共析钢马氏体的转变一般温度范围是。
16．常用淬火冷却介质有水、油、盐、和硝盐。
17、含碳量为0.55%的铁碳合金属（亚共）析钢，退火组织是（铁素体+珠光体）。
如经淬火，其组织是（马氏体）。
18．共析钢的等温转变曲线中，高温转变温度在Ar1～550℃，转变产物为珠光体、贝氏体组织和马氏体组织；
中温转变温度为（贝氏体组织），转变产物为上贝氏体组织和下贝氏体组织。
19.钢淬火后，低温回火所得到的组织称回火马氏体+残余奥氏体；
中温回火所得到的组织称回火屈氏体，高温回火所得到组织（火索氏体）
20．常见的化学热处理主要有（渗碳）和（氮化），化学热处理目的主要是（提高钢件表层的耐磨性、耐蚀性、抗氧化性能以及疲劳强度等）。
？
21、共析钢的含碳量为（0.77%），共析反应产物称为（球光体）。
22．工业用钢按用途分为：
结构钢、工具钢、特殊钢。
23、T8钢的平均含碳量为（0.8）%，在平衡状态下室温组织是（珠光体）、加热到500℃时的组织是（珠光体）。
24.马氏体的硬度主要取决于马氏体中的碳含量。
25．含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢，根据钢的组织不同将钢分为亚共析钢、共析钢、过共析钢，其相应的组织为铁素体+珠光体、珠光体、珠光体+渗碳体。
26．金属的晶体缺陷主要有点缺陷、线缺陷和面缺陷。
27．碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148℃时溶解度为2.11％，在727℃时达0.77％。
28、钢的共析反应是由（奥氏体）同时析出（珠光体和渗碳体）的过程。
29．填写下列组织的符号：
奥氏体（A或γ）、铁素体（F或α）、渗碳体（Fe3C）、珠光体（P）、高温莱氏体（Ld）、低温莱氏体（Ldˊ）。
30．T10钢加热到900℃时为（A）组织；
加热到780℃时为（A+二次Fe3C）组织；
室温下为（P+二次Fe3C）组织。
31.过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是（晶格）改变，而无（成分）的改变，所以马氏体是碳在（α）铁中的（过饱和固溶体）。
32.钢中常存杂质元素中，有益元素是（锰和硅）；
有害元素是（硫和磷）。
33.45调质钢要求有较高的综合机械性能，所以这种钢常采用（淬火+高温回火）的热处理工艺方法进行热处理，使用状态下的组织为（回火索氏体）。
34.常用的硬度测试方法有（布氏硬度）测试法、（洛氏硬度）测试法及维氏硬度测试法等。
35、钢按冶金质量可分为：
（普通钢）、（优质钢）、（高级优质钢）、（特级优质钢）。
36.过冷奥氏体的转变方式有（连续冷却）和（等温冷却）两种方式。
37.（淬透性）是指钢在淬火时所能得到的淬硬层（马氏体组织占50%处）的深度分布特性。
38.晶格结构中的点缺陷主要是间隙原子、空位原子和置换原子。
三、填空题
1、用20钢制造在工作中受冲击载荷和表面耐磨的齿轮零件，应采用（B）。
A、调质加表面淬火处理；
B、渗碳处理加淬火加低温回火；
C、调质处理；
D、正火处理。
2.铁素体是（C）。
A、碳在γ-Fe的间隙固溶体；
B、碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体；
C、碳在α-Fe中的间隙固溶体，D、碳在γ-Fe中的过饱和间隙固溶体。
3.为使高碳钢便于切削加工和为最终热处理作组准备，常预先进行（C）。
A、淬火；
B、完全退火；
C、球化退火；
D、回火
4、亚共析钢进行淬火处理，其加热温度应在（A）30~50℃以上。
A、Ac3；
B、Ac1；
C、Accm；
D、A2。
5、要消除焊件的焊接应力，应采用（C）处理
A、完全退火；
B、正火；
C、去应力退火；
D、高温回火。
6、过冷奥氏体是指冷却到C温度下，尚未转变的奥氏体。
A、MfB、MsC、A1D、A3
7.以下三类钢中，（B）的淬透性最好。
A、亚共析钢B、共析钢C、过共析钢
8.共析钢加热奥氏体化后，冷却速度很快，获得的室温组织为（A）。
A、马氏体；
B、贝氏体；
C、珠光体、D、托氏体。
9.根据铁-碳合金相图，过共析钢室温组织由（B）组成。
A、铁素体+珠光体；
B、珠光体+二次渗碳体；
C、珠光体+莱氏体，D、铁素体+二次渗碳体。
10.珠光体转变是在A以下进行的。
AA1BMsCMfDA3
11、为使低碳钢便于切削加工，可预先进行（B）处理。
D、回火。
12、45钢要得到回火索氏体，应进行（B）
A、淬火+中温回火；
B、淬火+高温回火；
C、等温淬火；
D、淬火+低温回火。
13、用调质钢制造在工作中受较大冲击载荷和表面有一定耐磨性的零件，应采用（D）
A、表面淬火+高温回火处理；
B、渗碳处理+淬火+低温回火；
C、渗碳处理+淬火+中温回火；
D、调质+表面淬火+低温回火处理。
14、在晶体的缺陷中，按几何形状，螺型位错属于（B）
A点缺陷B线缺陷C面缺陷D体缺陷
15、某一低碳钢毛坯因其太软和太韧，为便于切削加工，可预先进行（B）处理。
16.HRC是B硬度。
A布氏B洛氏C维氏D肖氏
17.共析钢加热奥氏体化后，冷却时转变的组织主要取决于（C）
A、奥氏体化的加热温度；
B、奥氏体化后的成分均匀程度；
C、奥氏体冷却时的转变温度。
18、马氏体是（D）
A、碳在α-Fe的固溶体；
C、碳在γ-Fe中的置换固溶体，D、碳在γ-Fe中的过饱和间隙固溶体。
19、为使低碳钢便于切削加工，可预先进行（B）处理。
20、50钢要得到回火索氏体，应进行（B）
B、调质处理；
（淬火+高温回火）；
D退火。
21.通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为A。
A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区
B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区
C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区
D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区
22．在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为C。
A．共晶线B.共析线
C.A3线
D.Acm线
23.40钢中，珠光体的含量大约C。
A.20％B.35％C.50％D.70％
24.40Cr钢通常用作A钢。
A调质B渗碳C工具D弹簧
24.根据钢的用途来分类，可以分为结构钢、工具钢以及B钢。
A桥梁B特殊C不锈D模具
25．球化退火一般适用于C
A合金结构钢B碳素结构钢C碳素工具钢D合金刃具钢
26.65Mn钢通常用作D钢。
27．确定碳钢淬火加热温度的基本依据是B
AC曲线BFe－Fe3C相图C钢的Ms线DCCT曲线
28．钢的质量等级的分类是按钢的C区分的。
A力学性能B钢的含碳量C杂质S、PD有益的Mn、Si
29、40Cr钢通常用作A钢。
30．合金渗碳钢渗碳后必须进行C热处理。
A淬火+高温回火；
B淬火+中温回火；
C淬火+低温回火；
D淬火+退火
31．合金固溶强化的原因是C。
A晶格类型的改变；
B晶粒细化；
C晶格发生畸变；
D发生了化学反应
32.化学热处理与其他热处理方法的根本区别是C
A加热温度B组织变化C钢成分变化D性能变化
33．要制造一批锉刀，请选择合适的材料C。
A.45B.9Mn2VC.T12D.7Cr17
34.过共析钢加热到D线以上，会转变为单相奥氏体。
AA1BA2CA3DAcm
35．纯铁在912℃时由γ－Fe转变为α－Fe的这种转变称为D
A结晶B再结晶C重结晶D同素异构现象
36、奥氏体是（D）。
A、碳在α-Fe的间隙固溶体；
B、碳在γ-Fe中的过饱和间隙固溶体；
C、碳在γ-Fe中的置换固溶体，D、碳在γ-Fe中的间隙固溶体。
37、为使高碳钢（如T12）便于切削加工和为最终热处理作组准备，常预先进行（C）。
A、淬火；
D、正火。
38.珠光体是一种C。
A．固溶体
B．金属化合物
C．机械混合物
D．单相组织金属
39．确定过冷奥氏体等温冷却产物的基本依据是A。
A.C曲线图；
B.Fe-Fe3C相图；
C.钢的Ms线；
D.半马氏体曲线
40．在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为D。
C.Acm线D.A3线
41．40钢中，珠光体的含量大约C。
A.20％B.35％C.50％D.70％
42.铁碳平衡相图中，含碳量为1.5％的铁碳合金是C。
A亚共析钢B共析钢C过共析钢D铸铁
43．金属材料冷热加工的区别是加热温度是否高于再结晶温度；
钨在1100℃加工属于冷加工。
（其中钨的熔点是3410℃）。
44.汽车变速齿轮一般选用（）材料，并对该材料进行（）热处理
45、（）在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（）。
A．2％
B．2.06％
C．2.11％
D．2.2％
46．拉伸试验时，试样断裂前所能承受的最大应力称为材料的。
A屈服强度B弹性极限C抗拉强度D疲劳强度
四、判断题
1．GCr15SiMn钢是滚动轴承钢，Cr12MoV钢是不锈钢。
（×
）
2、正火只能作预备热处理，不可作为零件的最终热处理。
3.同一金属，结晶时冷却速度愈大，则过冷度愈大，金属的实际结晶温度愈低。
（√）
4.加工硬化是指在冷变形加工后的金属，产生碎晶、位错密度增加，提高了其强度的现象。
5.合金的晶粒越细，其强度越高、塑性也越好。
6、表面淬火的钢材料一般采用低碳钢。
（×
7.所有的合金元素加入钢中均能使钢的淬透性提高。
8、淬透性好的钢，淬火硬度一定高。
9.在铁碳合金相图中，铁素体在727℃时，溶碳能力可达2.11%。
10.淬火后的钢在回火时，一般回火温度高，其强度和硬度高。
11.钢的淬透性主要取决于马氏体含碳量的大小。
12金属都具有相同的晶格类型。
13.固溶体都是有限溶解的。
14、淬火后的钢在回火时，一般回火温度高，其强度和硬度高。
15.莱氏体的含碳量为6.69。
16．淬透性好的钢淬火硬度一定好。
17、淬火钢在回火时无组织变化。
18、平衡状态下的亚共析钢不含二次渗碳体。
（√）
19、大多数合金元素加入钢中均能使钢的淬透性提高。
20．金属在固态下都是晶体，而非金属都是非晶体（×
21．珠光体的含碳量为0.77％（√）
22.对钢进行淬火热处理，只能改变材料的组织，不能改变其化学成分。
23、金属未经塑性变形，在加热温度高于再结晶温度，不会发生再结晶。
24．金属材料的力学性能都是通过拉伸试验测定的（×
25．钢的含碳量愈高，淬火加热温度愈高。
26．碳素工具钢都是优质钢或高级优质钢。
27．同一金属，结晶时冷却速度愈大，则过冷度愈大，金属的实际结晶温度愈低。
28、杂质元素磷使钢材的热脆性能增加。
（）
29、杂质元素硫使钢材冷脆性能增加。
（）
五、简答题
1.简述W18Cr4V高速钢锻造、球化退火、1280±
10℃淬火+560℃三次回火的作用。
2.试述对钢退火的主要目的。
3.有一含碳量为0.45%的铁碳合金,请指出该合金在以下状态的组织：
（1）退火；
（2）淬火；
（3）淬火加高温回火。
4.什么是马氏体？
马氏体转变有什么特点？
6试述正火的目的。
7..绘制铁碳合金相图（各线、特殊点、成份、温度、组织、相）。
8.解释下列符号所表示的金属材料：
45；
T12A；
Q235；
Q345-B；
20CrMnTi；
40Cr；
60Si2Mn；
GCr15；
9SiCr；
W18Cr4V；
CrWMn;
4Cr13；
10、典型零件的选材及选材原则。
画出W18Cr4V钢的淬火、回火工艺曲线，并标明温度；
淬火温度为什么要选那么高？
回火温度为什么要选560℃？
为什么要进行三回火？
处理完的最后组织是什么？
W18Cr4V高速工具钢，其导热性较差，淬火加热时应预热两次，以防止变形和开裂，常委会火时选1280℃，以使更多的合金元素溶入奥氏体中，达到淬火后获得高合金元素含量马氏体的目的。
回火时要进行三次，主要目的是减少残余奥氏体量，稳定组织，并产生二次硬化。
说出下列钢号的含义？
并举例说明每一钢号的典型用途。
Q235，20，45，T8A，40Cr，GCr15，60Si2Mn,W18Cr4V,ZG25，HT200
Q235：
为含碳量低的屈服强度为235的碳素结构钢，主要用于结构件、钢
板、螺栓、螺母、铆钉等
20：
为含碳量为0.2%的优质碳素结构钢，，强度、硬度低，韧性塑性好，主要
用来做冲压件、锻造件、焊接件、和渗碳件，用做齿轮、销钉、小轴、螺
母等。
45：
为含碳量为0.45%的优质碳素结构钢综合力学性能好，主要用于制造齿轮
轴件，如曲轴，传动轴，连杆。
T8A：
含碳量为0.8%左右的优质碳素工具钢.其承受冲击、韧性较好，硬度适当，
可用作扁铲、手钳、大锤、木工工肯等。
GCr15：
为含碳量为1.5%左右、含Cr量为1.5%左右的滚动轴承钢，主要用天
各种滚动体，壁厚≤12㎜，外径≤250㎜的轴承套，模具，精密量具等。
60Si2Mn：
含碳量为0.6%左右、含Si为2%左右、含Mn为1.5%左右的弹簧钢，
主要用于汽车、拖拉机、机车的板簧、螺旋弹簧、汽缸安全阀簧、等。
W18Cr4V：
含W量为18%左右、含Cr量为4%左右含V量小于1.5%的高速工
具钢。
主要用于高速切削车刀、钻头、铣刀、板牙、丝锥、等。
ZG25：
含碳量为0.25%的铸钢。
主要用承受严重磨损又承受强烈冲击的零件。
如拖拉机、坦克的履带板、挖掘机的铲齿等。
HT200：
最低搞拉强度为200MPa的灰铁。
从下列钢号中选取合适的钢号填入表中，并说明其热处理工艺。
65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345
零件名称
钢号
热处理
汽车变速齿轮
20CrMnTi
渗碳+淬火+低温回火
弹簧
65Mn
淬火+中温回火
滚动轴承
GCr9
球化退火+淬火+低温回火
压力容器
Q345
热轧状态或正火状态
机床主轴
45
淬火+高温回火
试画出Fe-Fe3C相图中钢的部分（包晶部分可省略）（4分），并完成下列各题：
1、标明各特征点的成分、温度，按相组成填充各相区；
（4分）
2、写出共析反应式，分析含碳量为0.4%的钢的平衡结晶过程；
3、一种合金的显微组织为珠光体占94%，二次渗碳体占6%，这种合
金属于那一类合金?
其含碳量为多少?
（3分）
答：
1、如下图
2、A0.77
F0.02＋Fe3C
LL＋δL＋δ→AL＋AAA＋FA→PF＋P
3、过共析钢
w（C）=6％（6.69％－0.77％）＋0.77％＝1.125％
画出纯铁、40钢、T12钢的室温平衡组织，并标注其中的组织。
从给出的材料（GCr15,1Cr18Ni9Ti，HT250,40Cr,T12A,Q235,65Mn，20Cr，）
中选取下面零件适用的材料填入空格内。
（每空1分）
序号
零件
要求
材料
热处理方法
1
高弹性极限
2
丝锥
高硬度高耐磨性
T12A
（或GCr15）
淬火+低温回火
3
化工机械零件
耐腐蚀不生銹
1Cr18Ni9Ti
固溶热处理（供货状态）
4
机床床身
消震性好耐磨铸造性能好
HT250
去应力退火
5
GCr15
淬火+低温回火
6
连杆
综合力学性能好
40Cr
淬火+高温回火（调质处理）
1、简述W18Cr4V高速钢锻造、球化退火、1280±
（1）W18Cr4V高速钢锻造的作用是将粗大碳化物击碎，使之细化并弥散分布在基体上。
（1分）
（2）对它的球化退火作用是：
使碳化物球化，消除应力，降低硬度，改善切削加工性，为淬火做组织准备。
（3）在1280±
10℃淬火+560℃三次回火的作用是：
淬火温度高是为了保证足够的合金元素溶入奥氏体，从而提高钢的热硬性。
进行三次（高温）回火的作用是使较多的残余奥氏体转变为回火马氏体及造成二次硬化。
最终达到稳定组织、提高硬度、耐磨性及热硬性的目的。
（2分）
1、甲合金（熔点为300℃）在20℃、乙合金（熔
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